Qattiq jismlarning strukturasi. Moddaning kristall tuzilishi. Kristallardagi simmetriyalar turlari. Kristallarning fazoviy panjarasi

_{Nazrat uchun topshiriqlar. B.Blum taksanomiyasi. Kategoriya.}

1. 
   _{Qattiq jism atom strukturasini aniqlashda to’lqinlarning qaysi xossasidan foydalaniladi.}
   
2. 
   _{Rentgenorgrafiya usulida rentgen nurlarining to’lqin uzunligi va energiyasi qanday bo’lishi kerak.}
   
3. 
   _{Rentgenorgrafiya usulini tushuntiring.}
   
4. 
   _{Elektronografiya usulida elektronlarning De-Broyl to’lqin uzunligi qanday bo’lishi kerak.}
   
5. 
   _{Elektronografiya usulini tushuntiring.}
   
6. 
   _{Neytronografiya usulini tushuntiring.}
   
7. 
   _{Vulf-Bregg qonunini taxlil qilib bering.}
   

<sub>2-asosiy savol: Panjara nuqsonlari.
2-asosiy savolning maqsadi:
Kristall panjaradagi nuqsonlarni tushuntirish.


Indentiv o’quv maqsadlar:</sub>

1. 
   _{Kristall panjarada paydo bo’ladigan nuqsonlarni turlarini biladi.}
   
2. 
   _{Radiatsiya nuqsonlarini tushunadi.}
   
3. 
   _{Dislokatsiyani tushunadi.}
   

_{2-asosiy savolning bayoni:
Real kristall panjaralar, ideal panjaralardan shu bilan farq qiladiki, bunda real kristall panjaralarda atomlarning joylashishi buzilgan bo’ladi. Kristall strukturandagi xar qanday chetlanish panjara nuqsonlari deyiladi. Qattiq jismlarda to’rt xil nuqsonlarni ajratish mumkin.}

1. 
   _{Nuqtaviy nuqsonlar.}
   

_{Nuqtaviy nuqsonlarga: vakantsiya, tugunlar orasidagi atomlarning joylanishini, tugun va tugunlar orasiga atomlar kiritish va x.k.z. misol qilib olish mumkin.}

2. 
   _{Chiziqli nuqsonlar.}
   

_{Chiziqli nuqsonlarga (bir o’lchamli) ga: dislokatsiya va mikroyoriqlarni olish mumkin.}

3. 
   _{Yuza nuqsonlar.}
   

_{Yuza nuqsonlarga (ikki o’lchamli) ga: kristall panjaralarning yuzasida, fazolar orasidagi chegarada joylashgan nuqsonlar kiradi.}

4. 
   _{Xajmiy nuqsonlar.}
   

<sub>Xajmiy nuqsonlarga: bu mikrobo’shliqlar va boshqa fazalarga o’tish xajmiy nuqsonlar odatda kristallning o’stirishda yoki kristallarga tashqi ta’sirda vujudga keladi.
Birinchi marotaba kristall strukturanlarda issiqlik nuqsonlarini Frenkel o’rgandi va bu nuqsonlar Frenkel nuqsonlari deb ataladi. Issiqlik ta’sirida, kristall panjara tugunlarda joylashgan atomlar o’z o’rinlarini tashlab tugunlar orasiga joylashishi mumkin. Bunda atomlarning kinetik energiyasi bog’lanish energiyasidan katta bo’ladi.

kristall panjaralarda Shottki nuqsonlari xam mavjud. Bu nuqsonlar tugunlardagi atomlar uzilib chiqib kristallning yuziga joylashib yangi kristall panjarasini hosil qiladi. Bo’sh tugunlardan hosil bo’lgan kristall panjara nuqsonlari Shottki nuqsonlari deyiladi. Shottki nuqsonlari xajmiy nuqsonlarga kiradi.
Kristallarni tez zarralar (n,p boe) hamda yadro oskolka bo’laklari va tezlanishli ionlar bilan nurlantirish natijasida hosil bo’lgan nuqtaviy nuqsonlar radiatsiya nuqsonlari deb ataladi.
Kristall jismlar nurlantirilib bo’lgandan so’ng ularda termodinamik muvozanat buzilishi natijasida, kristallarda statsionarlik holati buziladi. Neytral va zaryadlangan tez zarralar bilan nurlantirilgan kristallarda radiatsiya nuqsonlarining hosil bo’lishi mexanizimini ko’rib chiqaylik. Zaryadlangan va neytral zarralar kristallar bilan ta’sirlashganda murakkab protsesslar yuzaga keladi, ulardan asosiylari quyidagilardir:</sub>

1. 
   _{Tez zarralar kristall atom yadrolari bilan elastik to’qnashadi.}
   
2. 
   _{Kristall atom elektron qobiqlarini uyg’otadi va ularni ionlashtiradi.}
   
3. 
   _{Yadroviy aylanishlar-kristallarda atomlarning ma’lum bir qismi radioaktiv holatga o’tadi va ular radioaktiv emirilishdan so’ng aralashma (primes) markaziga aylanadi.}
   

<sub>Kristallarda radiatsion nuqsonlar ko’pincha tez zarralar bilan kristall atomlarining elastik to’qnashishi natijasida yuzaga keladi. Xarakatlanayotgan zarra kristall atomi bilan elastik to’qnashishdan so’ng o’zining ma’lum bir qismi energiyasini shu atomga beradi va buning natijasida atom kristall panjarada vakansiya hosil qilib kristall bo’ylab xarakatlanadi. Shu kristall panjaraning tugunlarda joylashgan atomlarni uzib olish uchun va bu atom tugun oraliqlarida bo’lishi uchun ketgan eng kichik energiya porogovoy energiya (Ed) deb ataladi. Agar tez zarratomonidan atomga berilgan energiya (Ed) dan kichik bo’lsa, u holda atomning siljishi hosil bo’lmaydi va bunda saqlangan energiya faqatgina atomlarning issiqlik xarakatiga ketadi. Bog’lanish energiyasi 10 eV ni tashkil etuvchi ko’pgina kristallarda porogovoy energiya ni tashkil etadi.
Tez zarralardan E>Ed energiyani olgan kristalldagi xar bir atom tugun oralig’ida siljiydi va natijada kristall panjarada vakansiya hosil bo’ladi. Agar bunda siljigan atomning energiyasi Ed dan katta bo’lsa, u holda u ikkinchi atomni siljitadi, bu ikkinchi atom uchunchi atomni siljiganda va x.k.z.
Bu holat shu vaqtgacha davom etaldiki, qachongacha EqEd ga taxminan yaqinlashgunga qadar davom etaveradi. Shunday qilib, atomlarda kaskad siljish yuzaga keladi. Ko’rilgan mexanizmda shunday xulosaga kelish mumkin, ya’ni radiatsiya nuqsonlari nuqtaviy nuqsonlardan farqli, xamma vaqt juft nuqsonlar hosil qiladi. Demak, bu degan so’z radiatsiya nuqsonlari Frenkel nuqsonlari xam desak xam bo’ladi.
Xaqiqatdan xam, xarakatlanuvchi zarralarning yo’li bo’yicha kuchli tartibi buzilgan oblast hosil bo’ladi. Bu rasmdan ko’rinib turubdiki, bu sohaning o’lchami va shakli bombordimon qilayotgan zarrachaning tabiatiga xamda energiyasiga va shu atomni massasiga, temperaturasiga va kristallni strukturasiga bog’liq. Kaskad ko’chish va Frenkel nuqsonlarini paydo bo’lishi vaqti juda qisqa.
Dislokatsiyaning asosiy xarakteristikalaridan biri ko’chish vektori xisoblanadi. Ko’chish vektori Byurgers vektor deb nom olgan va u uchun ikkita kristall panjarani qarab chiqamiz. Bulardan biri real kristall panjara bo’lib, u qandaydir nuqsonga ega, ikkinchisi esa ideal kristall panjara bo’lib, u xech qanday nuqsonga ega emas. Aytaylik, real kristall panjarada buzilish elastik deformatsiya atomlarining issiqlik tebranishi va x.k.z. xisobiga ro’y bersin. Real panjarada strukturasini buzilish xisobiga panjaraning ba’zi bir joylarida atom etishmay qolishi ba’zi bir joylarda esa atom ortiqcha bo’lib qolishi mumkin. Lekin shunga qaramasdan xar qanday real panjara bilan ideal panjaraning solishtirishimizda real panjarada shunday sohani topishimiz mumkinki, bu soha ideal panjara bilan mos tushudi. Real kristall bilan mos tushgan sohasini kristallning yaxshi sohasini a mos tushmagan sohasini esa kristallning yomon sohasi deb ataladi. Real kristall panjaraning yaxshi sohasidan chetga chiqmagan xolda shunday bir ixtiyoriy formuladagi yopiq konturni ko’rsatish mumkin. Bu yopiq kontur Byurgers konturi deb ataladi.

Xuddi shunday ideal kristall panjara oralarida xam yopiq kontur o’tkazamiz. Bunda real kristallning nuqtalari ideal krisatllning nuqtalari bilan bir-biriga mos kelsin. Agar real kristallarda yopiq kontur dislokatsiya atrofida o’tkazilgan bo’lsa, ideal kristallda bu kontur ochiq holatda bo’ladi. Ideal kristallda bu konturni yopish uchun qo’shimcha V konturni kiritishimiz kerak. Mana shu qo’shimcha V vektor Byurgers vektori deyiladi. Byurgers vektorining yo’nalishi quyidagi ikki shartdan aniqlanadi.</sub>

1. 
   _{Agar dislokatsiyaning yo’nalishi musbat qilib olingan bo’lsa u holda Byurgers konturini aylanib chiqish Ong Vint qoidasi bo’yicha aniqlanadi.}
   
2. 
   _{Byurgers vektori V nuqtaning oxiridan A nuqtaning boshlanishiga qarab yo’nalgan bo’ladi.}
   

<sub>Keltirilgan A rasmda dislokatsiyaning musbat yo’nalishi qilib birlik vektorining yo’nalishi olingan. Bunda vektorning yo’nalishi dislokatsiya chizig’iga o’tkazilgan urinma bo’ylab va rasm tekisligini orqasiga qarab yo’nalgan. Krevaya dislokatsiyada dislokatsiyada Byurgers vektori dislokatsiya chizig’iga perpendikulyar yo’nalagan bo’ladi. Vintovaya dislokatsiyada esa Byurgers vektori dislokatsiya vektoriga parallel yo’nalagan bo’ladi. Yana shuni aytish kerakki, agar yopiq kontur bir nechta dislokatsiya chiziqlaridan o’tgan bo’lsa, u holda umumiy Byurgers vektori alohida-alohida olingan Byurgers vektorining yig’indichsiga teng:
Agar Byurgersvektori V bo’lgan dislokatsiya kristallining ichida Byurgers vektorlari ta bo’lgan dislokatsiyaga ajralgan bo’lsa, u holda ushbu shartlar albatta bajariladi, ya’ni

Agar dislokatsiya yo’nalishini aniqlovchi birlik vektor dislokatsiya tugindan chiqayapti deb hisoblasak, u holda

Bo’ladi, ya’ni elektr toki uchun Krigrof qonuniga o’xshash bo’ladi. Xulosa qilib, shuni aytish mumkin: Byurgers vektori nuqtaviy nuqsonlar zanjiri uchun nolga teng va faqatgina distokatsiya uchun noldan farqli bo’ladi. Byurgers vektori
Hamma vaqt kristall panjaraning tranyatsiyasi vektorlaridan biri hisoblanadi. Shuning uchun ham Byurgers vektorining moduli va yo’nalishi qator diskret qiymatlar bilan chegaralangan.</sub>